Цифровой фазометр

 

ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР, содержащий два нуль-органа, управляемый элемент задержки, усредняю1ф1й блок и пороговый элемент, у которых один из входов соединен с выходом первого нуль-органа другой вход - с выходом второго руль-органа через управляемой элемент задержки, а выход порогового элемента соединен с управляющим входом усредняющего блока, сумматор , один из входов которого соеди|нен с выходом усредняющего блока, О т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности иэмере:ний в него введены измерительноусредняющий блок полных фазовых сдвигов , запокшнагещий элемент и счетчик, приче ч входы измерительно-усредняющего блока полных фазовых сдвигов соединены с выходами нуль-органов, а его выходы - с входами запоминающего элемента управляющего элемента задержки и сумматора, выход запоминающего элемента соединен с управляюсцим входом управляемого элемента задержки, а вход счетчика соединен с выходом порогового элемента.

СОЮЗ СОЕЕТСКИХ

СВИЧЪЮМ

РЕСПУБЛИК з(д) 6 01 R. 25 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н aBTDPCKINIIV СаИдниваТвм 0СУД СТ ЕНК Й КО@ИТЕ Can

f30 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ (21} 3277273/18-21 (22) 21.,04.81 (46) 15.05.83. Бюл-. 9 18 (72) В;П. Землянский, Ф.З. Эмдин и В.Г. Бердышев (53) 621. 317. 77(088.8) (56 ) 1. Авторское .свидетельство СССР

9 216841, кл. G 01 R 25/00, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 443332, кл. G 01 R 25/08, 1972. (54) (57) ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР, содержащий два нуль-органа, управляемый элемент задержки, усредняющий блок и пороговый элемент, у которых один из входов соединен с выходом первого нуль-органа, другой вход — с выходом второго нуль-органа через управляемый элемент задержки, а выход поро„„SU„„1018042 гового элемента соединен с управляю щим входом усредняющего блока, сумма.тор, один из входов которого соеди;вен с выходом усредняющего блока, отличающийся тем, что, с целью повышения. точности измере.ний, в него введены нзмерительноусредняющий. блок полных фазовых сдвигов, запоминающий элемент и счетчик, причем вхсды измерительно-усредняющего блока полных фазовых сдвигов соединены с выходами нуль-органов, а его выходы — с входами запоминающего элемента, управляющего элемента задержки и сумматора, выход за- . поминающего элемента соединен с управляющим входом управляемого элемен g та .задержки, а вход счетчика соединен с выходом порогового элемента.

1018042

Изобретение предназначено для измерения разности фаэ между периодическими сигналами при наличии

ffoMpx и относится к фазоиэмеритель ной технике.

Известен цифровой фаэометр, содержащий преобразователь фазового сдвига в длительность импульсов, генератор высокой частоты, счетчик с индикацией, элемент И, триггер пуска, блок выделения заднего фронта сигнала, преобразователь фазового сдвига, два пересчетных элемента и переключатель коэффициента пересчета, включенный между пересчетными элементами 11.

° Недостатком этого, устройства является низкая точность измерения разности фаз прн наличии интенсивных помех.

Ниболее близким к изобретению по технической сущности является цифровой фазометр, содержащий два нуль-органа, усредняющий блок, неусредняющий цифровой фазометр, пороговый элемент, управляемый элемент задержки и накапливающий сумматор, причем выход одного нуль-органа соедине с импульсным входом управляемого элемента задержки и одним иэ входов неусредняющего фазометра, выход второго нуль-органа соединен с одним из входов усредняющего блока и вторым входом неусредняющего фазо. ". метра, выход управляемого элемента задержки соединен с вторым выходом порогового элемента и вторым выходом усредняющего блока, выход порогового элемента соединен с входом "Сброс" усредняющего блока, входом "Запуск" неусредняющего фазометра и входом

"Сброс" сумматора, выходы усредняющего блока и неусредняющего фаэометра соединены с соответствующими входами сумматора, выход которого соединен с управляющим входом управляемого элемента задержки (2).

С целью повышения точности измерений при наличии помех, вызывающих

45 флуктуации фазы исследуемых сигналов,,измерение производится по. некоторому заданному числу периодов исследуемых сигналов, равному n..

На нуль-.органы 1 и 2 поступают

5О две последовательности импульсов, разность фаз между которыми должна. быть измерена. Последовательности им пульсов с выходов нуль- органов 1 и 2 поступают на входы измерительно-ус55 редняющего блока 7 полных Фазовых сдвигов

Следует отметить, что при наличии интенсивных помех возможно явление перескока значения фазы на величину, равную 2Ж. Одним иэ основных отличий измерительно-усредняющего блока 7 от неусредняющего блока известного цифрового фазометра являеТся то,. что в .измерительно-усредняющем блоке 7 обязательно осуществляе ся разреше65 ние неоднозначности измерений вблизи

Недостатком даннсго цифрового фазометра является низкая точность измерения при наличии интенсивных помех, вызывающих значительные флуктуации фазы исследуем-". сигналов.

Вследствие этих флуктуаций в данном фазометре при наличии интенсивных помех отсутствует режим усреднения, поэтому не гарантируется наличие определенного объема статической выборки, т.е. усреднения результатов измерения фазового сдвига при высоких скоростях изменения фазового сдвига.

Это происходит потому., что в данном

Фазометре остановка усреднений Фазового сдвига осуществляется по правилу первого превышения порога, а величина этого порога должна быть взята достаточно малой из-za необходимости обеспечения точности измерений при детерминированном характере изменения фазового сдвига.

Цель изобретения - повьааение точности измерения разности фаз при наличии интенсивных помех, вызывающих значительные флуктуации фазы исследуемых сигналов.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой фазометр, содержащий два нуль-органа, управляемый

10 элемент задержки, усредняющий блок и пороговый элемент, у которых один иэ входов соединен с выходом первого нуль-органа, другой вход " с выходом второго нуль-органа через управляе15 мый элемент задержки, а выход порого. вого элемента соединен с управляющим входом усредняющего блока, сумматор, один из входов которого соединен с выходом усредняющего блока, введены

20 измернтельно-усредняющий блох полных

Фазовых сдвигов, запоминающий элемент н счетчик, причем входы иэмерительно-усредняющего блока полных фазовых сдвигов соединены с выходами нуль-органов, а его выходы — с входами запоминающего элемента, управляемого элемента задержки и сумматора, выход запоминающего элемента соединен с управляющим входом управляемого элемента задержки,. а вход счетчика соединен с выходом порогового элемента.

На чертеже представлена блок-схема цифрового фазометра. цифровой фаэометр содержит два нуль-органа 1 и 2, управляемый элемент 3 задержки, запоминающий элемент 4, пороговый элемент 5, усредняющий блок б, иэмерительно-усредняющий .блок 7 полных фазовых сдви40 гов с разрешением неоднозначности измерений вблизи значений фазы, равных 0 и 2g рад, счетчик 8 и сумматор 9..

1018042 значений фазы, равных 0 и 2Е-рад, . на остановку "счета", который, после также обязательное, даже при сильных некоторого времени необходимо для девиациях фазы усреднение фазового считывания конечного результата измесдвига между исследуемыми сигналами рения с сумматора 9, может снова вопо некоторому заданному числу началь- зобновиться. В том случае, если велиных периодов, равному К. В нем изме- 5 чина 4ф„. по абсолютной величине преряется начальный средний фазовый вышает некоторое пороговое значение сдвиг Ч, между исследуемыми сигна- .4g, усредняющей блок 6 не включао лами, определенный по некоторому за- ется. Этот результат измерения не данному числу начальных периодов ис- .учитывается в конечном результате следуемых сигналов, равному k . После 10 измерения, а число таких превышений . определения 9 по Х -периодам иссле- значениями4 „ величину b,9 подсчитыдуемых сигналов результат измерения вается с помощью с етчика 8 и в слуначального среднего фазового сдвига чае достижения некоторой заданной записывается в соответствующем коде величины, равной n-m, с выхода счетв сумматоре 9 и в запоминающем.эле- )5 чика 8 выдается сигнал на остановку менте 4, одновременно с измеритель- "Счета", "Сброс" результата записанно-усредняющего. блока 7 полных фазо- ного в сумматоре 9 и в усредняющем вых сдвигов поступает сигнал, от- блоке 6 и на повторное измерение. крывающий управляемый элемент 3 за Введение счетчика 8 позволяет держки, где устанавливается времен- ъп обеспечить второй порог, который ная задержка по сигналу с эапомийаю-. вводится с целью. обеспечения гаранщего элемента 4, соответствующая - тии постулируемых при расчете устрезультату измерения Vp. После это- ройства таких характеристик, как

ro начиная c К-1-го периода иссле- эакон флуктуации, скорость изменения дуемых сигналов, иМпульсы с выходов 25 исследуемой величины. Введение втонуль-органов 1 и 2 поступают на вхо- рого порога обусловлено также необды. порогового элемента 5 и усредняю- ходимостью измерения или контролем щего блока 6, причем импульсы с вы- разности фаз в течение длительного хода -нуль-органа 2 поступают через времени при наличии интенсивных по-. управляемый элемент 3 задержки, где - мех и необходимоотью получения в каждый импульс задерживается на вре- определенный момент далеко отстоящий

30 мя, соответствующее „,. Если разность во времени от начала измерений рефаз между каждой парой импульсов 491 зультата, близкого к истинномУ. где 9„может меняться от К+ 1 до Введение в цифровой фаэометр иэи, по абсолютной величине не превыша- мерительно-усредняющего блока полет некоторого порогового значения 4g З5 ных фазовых сдвигов, запоминающего выбранного иэ соображений обеспече- элемента и счетчика позволяет повыния требуемой среднеквадратической сить точность измерений при наличии погрешности измерений, то по сигналу интенсивных помех, приводящих к знас порогового элемента 5 включается чительным флуктуациям фазы исследуеУСредняющий блок 6, в котором про- 40 мых сигналов за счет того, что из изводится непосредственно измерение рассмотрения в окончательном реэуль-и усреднение мгновенных фазовых сдви- тате измерения исключаются аномальгов с учетом знака, а в результате ные отклонения результатов иэмере" написывается в сумматор 9 с целью ния разности фаэ любых пар импульсов, уточнения..:конечного результата изме- 45 которые часто существуют при наличии рения. Одновременно подсчитывается относительно низкочастотных помех и в усредняющем блоке 6 число перио- продолжительном времени измерения дов исс:-едуемых сигналов, результат до нескольких единиц или десятков измерения которых ф; учитывается в секунд, а также гарантируется услоконечном результате измерения. Это 5О вие наличия определенного объема. число записывается в сумматор 9, где статистической выборки, т.е. Усредсуммируется с числом И и при превы- нения результатов измерений Фазового шенин этой суммой заданного числа m сдвига при наличии интенсивных шус выхода сумматора поступает сигнал мов.

Составитель Н. Агеева

Редактор М. Бандура Техред Т.Фанта Корректор 9, Макаренко

Заказ 3531/44 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, москва, ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4